Zajistit energii při kempování je složitý úkol a ten, kdo si myslí, že koupí pouze solární baterie vyřeší všechny své problémy, se nejspíš mýlí. Tento článek pojednává o tom, jak co nejlépe využít solární baterii a poskytnout svým gadgetům „správný“ výkon.
Nákupem solární baterie pro napájení a nabíjení různých zařízení na cestách se mnozí domnívají, že vyřešili všechny své problémy v této oblasti. Jak však ukazuje praxe, nebylo tomu tak – buď nabíjení neprobíhá, nebo není dostatek energie, nebo se objeví nějaké jiné překvapení.
Jak „správně“ používat solární baterii, abyste z ní vytěžili maximum, co může dát? O tom si povíme níže.
V první řadě je potřeba pochopit, že energie přijímaná ze solární baterie je stále jakýsi polotovar, v mnoha případech nevhodný pro napájení mnoha zařízení. „Strávit“ to dokážou jen ti „nerozmarnější“, hlavně jsou to baterie, a i když ne všech typů.
Špatná kvalita energie spočívá zaprvé v nestabilitě výstupního proudu a napětí a zadruhé v malém množství této energie, zřetelně menším než čísla, která jsou uvedena v popisu solárních panelů.
Solární panel potřebuje sedět co nejvíce na slunci a pracovat, pracovat, pracovat. dávat vše, co může.
Použití těchto dvou jednoduchých principů umožňuje několikanásobně snížit požadavky na energii solární baterie a zároveň zajistit zaručené nabíjení vašich zařízení, i když není slunce.
Vezměme si například flexibilní solární panely 6 W a 8 W od SanCharger. Jejich výkon je poměrně dostačující pro potřeby turisty se sadou PDA, GPS, fotoaparátu, vysílačky (samozřejmě v průměru, ale většině tento výkon stačí).
a) Nejjednodušší je nabíjet z těchto solárních baterií obyčejné „prsty“, tzn. Ni-Mh nebo NiCd baterie.
Z šestiwattové solární baterie můžete nabíjet 1 až 4 baterie zapojené do série a z osmiwattové solární baterie – 1. 8 ks.
S jakými úskalími je třeba u takového přímého zpoplatnění počítat? Především se baterie na konci nabíjení přehřívají. To platí ve větší míře pro šestiwattovou solární baterii, protože. má jeden a půl násobek výstupního proudu.
Možnost nabíjet NiCd-NiMh akumulátory přímo ze solárního akumulátoru je dána tím, že tento typ akumulátoru umožňuje průchod proudu i v plně nabitém stavu. Tento proud je přibližně 1/10 jejich kapacity, tzn. Prostřednictvím baterie s kapacitou např. 2400 mAh můžete po nabití „napumpovat“ proud na 240 mA.
Ve většině případů je proud odebíraný ze solární baterie mnohem nižší než jmenovitý proud (což přibližně odpovídá horkému letnímu dni na břehu jižního moře), není vždy jasná obloha a orientace baterie vůči slunci je nepřesné a samotné slunce nemusí být za zenitem. Výsledkem je, že proud ze solární baterie často nepřekračuje hodnoty, které jsou pro baterie bezpečné, což nám umožňuje nabíjet „prsty“ přímo bez speciální nabíječky. A potřeba hlídat přehřívání vzniká pouze při ostrém slunci.
b) Z těchto solárních panelů lze také nabíjet 6V a 12V olověné (gelové) baterie. Pravda, ne z ledajakého, ale jen z takového, který má potřebné napětí, tzn. 6V baterie pochází pouze ze šestivoltového, šestiwattového zdroje a 12V baterie z dvanáctivoltového, osmiwattového zdroje.
Tyto baterie po nabití, když jimi prochází proud, začnou rozkládat elektrolyt a postupně vysychat, takže je potřeba přísnější kontrola jejich stavu. To znamená, že minimálně musíte pravidelně najíždět s testerem a kontrolovat úroveň nabití.
c) Lithiové baterie nelze nabíjet přímo ze solární baterie bez kontroly, protože neumožňují přebíjení a jednoduše selžou. Pokud je to nezbytně nutné, můžete buď nabíjet po malých dávkách, abyste nepřebíjeli, nebo si s sebou na túru vzít multimetr a při nabíjení neustále sledovat napětí na baterii, aby nepřesáhlo 4.2 V/na plechovku.
Pro zajištění zaručeného a bezpečného nabíjení – prakticky nic. Pokaždé musíte tuto možnost náhodně zkontrolovat.
Mobilní telefon, zejména jednoduché modely, lze nabíjet ze 6W solární baterie, ale z 8W už to nejde, protože. Má 12 V výstup, který telefon jednoduše spálí. Při nabíjení telefonu je ale třeba počítat s tím, že na ostrém slunci produkuje baterie příliš velký proud a samotný telefon jej u většiny modelů nedokáže omezit. Vysoký proud způsobuje jak předčasné stárnutí baterií, tak i jejich jednoduše bobtnání, což je již dost špatné. Proto byste při přímém nabíjení na jasném slunci měli umístit solární panel pod úhlem ke slunci, abyste omezili proud.
PDA a komunikátory. 95 % modelů (a možná i více) nelze nabíjet přímo z 6wattové baterie a ani je nelze připojit k 8wattové baterii, stejně jako mobilní telefony. Nemožnost nabíjení je způsobena především dvěma důvody. Jednak nedostatečný proud ze solární baterie (to se týká hlavně výkonově náročných PDA), který způsobí, že napětí na výstupu baterie klesne pod přípustnou úroveň a nabíjecí obvod PDA přestane fungovat v domnění, že se něco stalo se zdrojem energie. . Za druhé, i když je dostatek proudu, napětí ze solární baterie je nestabilní a mnoho zařízení má velmi úzké limity přípustného vstupního napětí, například od 4.8 V do 5.5 V. A jakmile překročíme tyto limity, nabíjení se zastaví. Tito. Fyzicky by nabíjení mohlo probíhat, ale bohužel je to zakázáno vývojářem gadgetu.
Je jasné, že takové problémy reálného nabíjení více či méně složitých zařízení nevyhovovaly nikomu. Nejjednodušší cestou k nápravě tedy bylo použití elektronických stabilizátorů napětí na výstupu solární baterie.
Stabilizátor nedovolí vzrůst napětí nad nastavenou hodnotu a tím eliminuje riziko popálení vašeho zařízení vysokým napětím.
První stabilizátory byly lineární, protože jednoduše odříznou přebytečné napětí a nedovolí mu přejít ke spotřebiteli. Pak si vývojáři rychle uvědomili, že je hřích přeměnit už tak malé množství energie ze solární baterie na teplo a začali vyrábět stabilizátory pulzního typu. Takový stabilizátor jednoduše převádí napětí a proud z jedné úrovně na druhou s minimálními ztrátami (účinnost cca 80. 90%), tzn. ze zdroje může odebírat 12 V 0.5 A a výstup 6 V, ale spotřebiteli 1 A (ideálně bez zohlednění účinnosti).
Při použití takového stabilizátoru se již nemusíme starat o to, jaké napětí bude na výstupu solární baterie, pokud to není menší, než jaké gadget potřebuje.
Mimochodem, adaptéry do autozapalovačů jsou stejný pulzní stabilizátor, ale s pevným výstupním napětím určeným pro konkrétní zařízení. Bohužel většina z nich začne pracovat až při napětí cca 8V, což neumožňuje použití 6wattové solární baterie, pouze 8wattové.
Že. Použití stabilizátoru umožňuje použít buď 6 W nebo 8 W solární baterii k nabíjení PDA, mobilních telefonů, přehrávačů nebo jiných zařízení náročných na energii.
No, vyřešili jsme část problému „krmení“ gadgetů – proces se stal bezpečným a je možné je napájet z jakékoli solární baterie. Co ale dělat, když se zdá, že je slunce, ale nestačí na normální nabíjení? Tito. fyzicky bychom mohli nabíjet naše PDA, i když za delší dobu, ale ve skutečnosti nám to elektronika PDA zakazuje, protože nemůžeme poskytnout dostatečný proud, podle jejího „pochopení“.
Ano, samozřejmě, můžete si koupit ještě výkonnější baterii, ale je toto řešení? Je dražší a hůře se přenáší, zvláště pokud jej přenášíte, ano, a vždy přijde okamžik, kdy slabé světlo nedovolí spotřebiteli „nakrmit“ ani výkonnou baterii.
Další nevýhodou použití pouze solární baterie se stabilizátorem pro napájení gadgetů je, že v těch chvílích, kdy je gadget částečně nabitý, již nebere veškerý proud ze solární baterie a tento proud se jednoduše ztratí.
Rozumnějším řešením je použití vyrovnávací baterie nebo úložného zařízení. Akumulátorem budeme nazývat baterii kombinovanou s elektronikou, která by hlídala její správné nabití/vybití, stabilizovala výstupní napětí a plnila i další funkce usnadňující uživateli život.
Analogicky je akumulační zařízení velké vědro, do kterého proudí pramínek energie ze solární baterie. Navíc výkon trysky může kolísat i desítkykrát, na tom nezáleží – k naplnění kbelíku se hodí jakýkoli proud – vše, co solární baterie může poskytnout, je uloženo v akumulátorech.
Když potřebujete nakrmit gadget, jednoduše se připojí k úložnému zařízení a odebere z něj tolik energie a takovou rychlostí, jaká je pro něj vhodná, a když se dostatečně najedl, odpadne, než aby čekal, až se solární baterie vybije. nalijte si na to požadovanou porci.
Graficky jsou rozdíly v nabíjení s a bez úložiště znázorněny na obrázku níže. Graf ukazuje maximální výstupní proud solární baterie po určitou dobu a období, kdy lze gadget a úložné zařízení nabíjet.
Oblast šrafovaná červeně ukazuje ty okamžiky v čase, kdy solární baterie produkuje dostatek proudu k zahájení nabíjení skutečného PDA přímo ze solární baterie.
Při konstrukci grafu jsem se snažil víceméně respektovat měřítko reálných proudů a jejich vztahy. Některá PDA se například již nabíjejí špatně při proudech pod 1.2A, zvláště když je baterie vybitá. Zde se například používá ještě nižší proud – 0.5 A. Úložné zařízení, například „Vampirchik-Lithium“, začne nabíjet své baterie proudem 10 mA, ale graf ukazuje rezervu 50 mA.
Tito. Z obrázku vidíme, že při použití solárního panelu k přímému nabíjení mnoha zařízení se celá zelená plocha jednoduše vyhodí, protože Gadget často nemůže odebírat příliš málo proudu. Úložné zařízení sežere téměř vše, jak „zralé červené“, tak „podrostlé zelené“.
Ukazuje se tedy, že i přes to, že při akumulaci energie v mezibaterii a dodatečných transformacích se ztratí čtvrtina až polovina energie přijaté ze solární baterie, stále máme mnohonásobný zisk ve srovnání s přímým nabíjením. gadgetů ze solární baterie.
Jednou z výhod použití vyrovnávací paměti je navíc možnost nabíjet v čase, který nám vyhovuje, a nejen když je slunce. Často je mnohem jednodušší a bezpečnější nabíjet zařízení večer ve stanu než na cestách přes den. Mnoho drahých přístrojů navíc nemůže zůstat dlouho venku bez dozoru.
Ve skutečnosti energie nahromaděná v „Vampire“ vystačí asi na 5 nabití telefonu nebo na několik nabití PDA.
Samozřejmě existují i jiné disky, například na webu AcmePower je jich prezentováno poměrně hodně. Ale pokud byl „Vampire“ vyvinut speciálně pro turisty a může být napájen z jakékoli solární baterie (5. 20 V), pak je třeba při nákupu konkrétních modelů objasnit možnost nabíjení produktů AcmePower ze solárních panelů. Některé informace lze nalézt na stránkách výrobce flexibilních solárních panelů SanCharger, kde jsou uvedeny konkrétní modely kompatibilních akumulačních zařízení a solárních panelů.
A nakonec vám dám jen dvě sady pro poskytování energie při turistice, které se mi zdají nejracionálnější.
- Solární baterie 8 W;
- Akumulátorová baterie;
- Spínací stabilizátor napětí.
Stabilizátor je připojen ke kontaktům baterie a napájí zátěž. Nabíjení a napájení spotřebičů lze samozřejmě provádět současně.
Jako baterii můžete použít buď 12V olověnou gelovou baterii nebo balíček AA prstů, v počtu 10 ks. Proč 10 a ne 8? Hlavně kvůli bezpečnosti. Deset sériově zapojených baterií má na konci nabíjení napětí cca 14.5 V a při tomto napětí do nich 12voltová solární baterie již nedokáže „natlačit“ velký proud a při nabíjení prudce klesá na bezpečnou úroveň. , což také umožňuje dodatečné vyvážení baterií . Proces nabíjení se tak zastaví nezávisle a bezpečně, bez potřeby jakýchkoliv externích nabíječek.
Nevýhodou použití takového balíčku baterií je, že kvůli rozdílu ve skutečných kapacitách se baterie s nižší kapacitou „opotřebují“ rychleji než ostatní, zejména při hlubokém vybití. Proto je vhodné pravidelně kontrolovat jejich stav měřením napětí na každé baterii.
Za druhou nevýhodu, ovšem velmi relativní, takové sestavy lze považovat vhodnost použití 12V solární baterie. Tyto baterie jsou však ve složeném stavu přibližně dvakrát větší než 6wattové baterie.
- Nižší náklady na elektroniku ve srovnání s druhou možností, i když s přihlédnutím k ceně baterií nebude rozdíl příliš velký.
- Důležitější je velký proudový výstup při relativně vysokých napětích. Navíc lze proud snadno zvýšit použitím více stabilizátorů.
- Záložní baterie má standardní automobilové napětí (9. 14 V), takže k ní snadno připojíte libovolné adaptéry pro zařízení napájená z cigaretového zapalovače. (Pokud nespotřebovávají více proudu, než je baterie schopna dodat)
Mimochodem, pokus napájet různé nabíječky baterií (napájené ze zapalovače), například pro NiCd-NiMh prsty nebo lithiové pouze ze solárního akumulátoru bez vyrovnávací baterie, většinou končí neúspěchem. Bohužel většina těchto nabíječek odebírá proud pulzně a ukazuje se, že i když se průměrný odběr proudu zdá být malý, během pulzu se s ním solární baterie nevyrovná a nabíječka se vypne. A vyrovnávací baterie vyhlazuje tyto proudové rázy a nabíjení pokračuje normálně.
- Solární baterie 6 W nebo 8 W;
- Úložné zařízení „Vampire“.
- Nedostatečný výstupní výkon pro některá zařízení při „vysokém“ napětí. „Vampire“ nabíjí téměř všechny spotřebitele pomocí 5 V – to jsou všechna PDA, mobilní telefony atd. Jenže u videokamer už jeho výstupní proud nemusí stačit.
- Боvětší ztráty, asi dvacet procent, ve srovnání s prvním schématem, protože existují další transformace.
- Použití automatických adaptérů na jeho výstupu je možné, ale ne příliš logické, protože existuje příliš mnoho konverzí, a tedy ztrát.
- Jednoduchost a kompaktnost, minimum drátů.
- Není třeba hlídat baterie.
Jak je z recenze patrné, použití „holé“ solární baterie nutí k přecenění jejího výkonu a zároveň stále není zaručeno nabíjení gadgetů v reálných provozních podmínkách.
Použití elektroniky je nejen žádoucí, ale v mnoha případech i nezbytný předpoklad pro bezpečné nabíjení složitých spotřebičů. A vůbec samotná možnost takového nabíjení.
Záložní baterie (úložiště) umožňuje několikrát snížit požadavky na energii solární baterie. Poskytuje také další snadné použití.
V solárních článcích se používají hlavně dva typy fotočlánků:
– Krystalické fotobuňky a
– Fotočlánky na bázi amorfního křemíku.
Oba typy mají své výhody a nevýhody.
Výhody krystalických PV jsou:
– Vysoká účinnost. V průměru 10. 15 %,
– Dlouhá životnost – desítky let.
– Levnější než amorfní.
Hlavní nevýhodou je křehkost krystalů. Z tohoto důvodu je nutné tyto solární články umístit buď pod sklo nebo na jiný pevný podklad, což vede ke zvýšení hmotnosti solární baterie.
Výhody fotočlánků na bázi amorfního křemíku:
– Flexibilita, tzn. taková fotobuňka se hůře poškozuje
– Vyšší napětí na výstupu jedné fotobuňky. Asi 2V místo 0.5V pro krystalickou FV. To umožňuje vytvářet solární články z menšího počtu FV článků, což také zvyšuje spolehlivost solárního článku.
– Účinnost nižší než krystalická FV, asi 6. 8 %
– O něco dražší než krystalické, i když náklady na výrobu takových FV jsou ještě nižší než u krystalických.
2. V čem se ještě liší flexibilní solární panely?
Absorpční spektrum flexibilních solárních článků je posunuto blíže k ultrafialovému záření. Tito. taková baterie neprodukuje na výstupu prakticky nic, pokud je osvětlena žárovkou (na rozdíl od krystalických fotovoltaických článků). Na slunci ale flexibilní baterie funguje skvěle. Zejména v horách, kde je hodně ultrafialového záření, produkuje taková baterie o 10. 30 % více proudu než na hladině moře.
3. Bude solární baterie fungovat při zatažené obloze?
Nejprve si ujasněme, že se jedná o solární panel a vyžadovat od něj dostatečný výkon při špatném osvětlení je zbytečné. To platí pro solární panely jakéhokoli typu. Při poklesu podsvícení nejprve klesne výstupní proud baterie a po jeho 3 až 5násobném snížení začne klesat i výstupní napětí.
Ve skutečnosti v lehkém oparu jeho aktuální výkon klesne 2,.3 krát. Pokud jsou lehké mraky, přes které prosvítá slunce, tak – 3..5 krát. Pod hustým mrakem baterie prakticky nefunguje.
4. Jak nabíjet lithiové baterie ze solárních panelů?
Obtížnost nabíjení lithiových baterií spočívá v tom, že je nelze přebíjet (přesnost nastavení napětí je 50 mV). Kromě toho jsou zde dvě hlavní nabíjecí napětí – 4.1 a 4.2V (pro provozní napětí 3.6 a 3.7V). Podle toho 8.2 a 8.4 V pro dvoučlánkové baterie.
V tomto případě musí být také omezen nabíjecí proud. Může to být až 1C, ale obvykle při snížení nabíjecího proudu baterie vydrží déle.
První cesta, nejjednodušší. Připojte výstupy solární baterie přes diodu ke kontaktům lithiové baterie a počkejte, až napětí na ní stoupne na požadovanou úroveň.
Kupodivu, ale metoda je docela pohodlná, protože napětí na baterii se mění poměrně pomalu, není obtížné ji měřit každých 15 minut. Dalším plusem je, že výstupní proud našich flexibilních solárních panelů vyrobených z „úzkých“ plátů (3.1 a 4.7W) není větší než 0.5A a pokud to dáte jen vodorovně, tak asi 0.3..0.4A, tzn. téměř optimální pro nabíjení lithiových baterií.
Hlavní nevýhodou této metody je, že pokud na baterii zapomenete, může se přebít a selhat.
Metoda číslo dvě. Použití stabilizátoru.
Na výstupu stabilizátoru lze nastavit napětí na 4.2 a 8.4V pro nabíjení lithiových baterií. Tato napětí mají samozřejmě rozptyl, takže na výstup, mezi stabilizátor a nabíjenou baterii, je vhodné osadit diodu, na kterou by část napětí klesla (a která by zabránila zpětnému vybití). V tomto případě baterie mírně podbijeme, ale můžeme je ponechat i delší dobu, bez nebezpečí přebití.
Metoda číslo tři. Pro 3,7V baterie. Používáme libovolnou solární baterii, stabilizátor s USB výstupem a nabíječku „Frog“. Levný, kompaktní, lehký, ale pouze pro 3.7 V Li-ion baterie.
Metoda číslo čtyři. Univerzální. Jakákoli solární baterie s provozním napětím 12V nebo vyšším, bateriový buffer, například sestava 10AA baterií a univerzální nabíječka, například nabíječka Robiton SmartCharger Plus. Správně nabije nejen téměř všechny lithiové baterie, ale také metalhydridové baterie velikosti AA nebo AAA.
5. Potřebujete spínaný stabilizátor napětí pro nabíjení autobaterie z vaší 12.5W solární baterie?
Nepotřebný. Má příliš velkou kapacitu na to, aby hrozilo reálné nebezpečí přebití ze slabého solárního panelu.
Jen nezapomeňte nainstalovat diodu, která by ve tmě zabránila vybití baterie do solárního panelu. Bez této diody snadno vypálíte solární baterii, protože. Proud baterie může být velmi vysoký a kontakty solárního panelu se téměř okamžitě spálí.
6. Lze Vampire Lithium připojit k solárním panelům?
Je to možné a nutné, k tomu je to stvořeno.
Stejně jako stabilizátor, vyrovnávací paměti, „Vampirchik – Digit“, AcmePower UC-4.
7. Jak nabíjet notebook pomocí solární baterie?
Notebook nebudete moci nabíjet přímo ze solární baterie. Důvodů je několik:
– Solární baterie musí dodávat příliš mnoho energie (asi 30..50 W), bez ohledu na úroveň osvětlení.
– Napájecí napětí notebooku musí být stabilní. Odchylka napájení od jmenovité hodnoty o více než 1V často vede k zastavení nabíjení.
Metoda 1. Lepší, pohodlnější a dražší.
Nabijte jakékoli vhodné úložné zařízení ze slunce, například autonomní napájecí systém pro notebook UC-4 nebo podobný, a poté z něj pracujte v jakoukoli vhodnou dobu. Na ostrém slunci se takový systém nabije za cca 15-4 hodin z 5W solární baterie. Provozní doba notebooku z plně nabitého systému je přibližně 2 hodiny. Na vstup měniče můžete současně připojit solární panel a na výstup notebook.
Metoda 2. Jednodušší.
K napájení notebooku potřebujete mezilehlou vyrovnávací baterii, která by se nabíjela ze solární baterie. A tato baterie napájí převodník pro napájení notebooku stabilizovaným napětím.
Jako takový buffer je nejpohodlnější použít 12V olověnou gelovou baterii. Jako převodník pak můžete použít nabíječky na notebooky, které sériově vyrábí mnoho firem. Stojí asi 30. 100 dolarů. Můžete si jej koupit na jakémkoli trhu s počítači.
Kapacita vyrovnávací baterie je přednostně 3Ah a více (vybíjení vysokým proudem při nízké kapacitě vede k rychlému „opotřebování“ baterie). Rychlost nabíjení z takové baterie bude stejná jako ze sítě. Ale jak dlouho bude solární baterii trvat nabití této vyrovnávací paměti, lze snadno vypočítat. Pokud je solární baterie napájena do baterie bez konverze, pak jednoduše vydělíme kapacitu baterie proudem solární baterie. Například 12.5W solární baterie naplní 0.9Ah baterii proudem cca 5A za cca 6 hodin za ideálních podmínek. Reálně jeden a půl až dvakrát déle.
8. Jak připojit zařízení k solární baterii?
Metoda # 1. Přes adaptér do auta.
Adaptér do autozapalovače najdete téměř pro všechny modely PDA a mobilních telefonů. Dokoupíte adaptér pro konektor zapalovače (samice) a připojíte solární baterii s výstupním napětím 12 V buď přímo, nebo přes paměťové zařízení
Metoda # 2.
Mnoho modelů má možnost nabíjení přes USB. V tomto případě musíte použít buď pulzní stabilizátor nebo „Vampire“, nebo vyrovnávací paměť s vestavěným stabilizátorem.
Možná se pro váš telefon hodí sada adaptérů pro nabíjení mobilních telefonů přes USB port – USB mobilní nabíjecí sada od ACME POWER.
9. Můj telefon ukázal nižší úroveň nabití po nabití na slabém slunci z vaší solární baterie.
Důvodem je toto. V některých telefonech, PDA atd. Pro snížení ceny využívají zjednodušené schéma nabíjení vnitřní baterie. Tito. Uvnitř je pouze klíč, který propojuje nabíječku a baterii, pokud je napětí na vstupu telefonu v daném „okně“. V tomto případě může nastat situace, kdy se napětí na výstupu solární baterie ukáže být nižší než napětí na baterii telefonu, ale zároveň v tomto „okně“ povolených hodnot. V tomto případě se baterie vybije do solárního panelu.
Co dělat? Buď umístěte diodu mezi baterii a stabilizátor (nebo mezi stabilizátor a telefon), nebo nenabíjejte na „slabém“ slunci, aby napětí na solární baterii nekleslo pod cca 4.5V, nebo použijte některý z úložná zařízení.
